CN105517749B - 摩擦焊接结构组件、水冷内燃机的缸盖、水冷内燃机以及装有水冷内燃机的机械装置 - Google Patents

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Abstract

一种摩擦焊接结构组件，包括：第一工件(10B)、第二工件(10C)和摩擦焊连接件(10A)，摩擦焊连接件(10A)下部有与第一工件(10B)表面接触的第一摩擦焊接界面(10H)以及与第二工件(10C)表面接触的第二摩擦焊接界面(11H)，其中，所述摩擦焊连接件(10A)压住位置相对固定对应的第一工件(10B)和第二工件(10C)而作压力下的移动，第一摩擦焊接界面(10H)和第二摩擦焊接界面(11H)的温度升高，摩擦焊连接件(10A)在压力下停止移动，第一摩擦焊接界面(10H)和第二摩擦焊接界面(11H)的温度降低至冷却，所述第一工件(10B)和所述第二工件(10C)经由摩擦焊连接件(10A)连接成摩擦焊接结构。涉及上述摩擦结构件的夹紧装置和焊接装置、以及利用该摩擦结构件的水冷内燃机的缸盖。还涉及一种电感应加热焊接结构组件、以及利用该电感应加热焊接结构组件形成的水冷内燃机的缸盖、水冷内燃机、装有水冷内燃机的机械装置。

Description

摩擦焊接结构组件、水冷内燃机的缸盖、水冷内燃机以及装有 水冷内燃机的机械装置
技术领域
本发明涉及一种摩擦焊接结构组件，还涉及一种应用上述摩擦焊接结构组件的水冷内燃机缸盖、装有这种缸盖的水冷内燃机、以及装配有上述水冷内燃机的机械装置。
背景技术
水冷内燃机的缸盖，特别是多缸的缸盖，由于水腔形状复杂、并且封闭在缸盖外壳壳体内，现在用泥芯铸造，制造工艺复杂，砂铸困难，表面粗糙，清理难，成本高，污染大。因此，迫切需要能够创造一种新的水冷内燃机缸盖的结构与构造，其能够使用轻合金压铸的工艺方式制造水冷内燃机缸盖。
CN202991254U和CN103452690A公开了一种分上下两体制造缸盖，然后使用焊接、粘接、螺栓紧固连接和/或铆接方法将上下两个缸盖体连接成一个整体缸盖的技术方案。这样就有了实现轻合金压铸制造水冷缸盖的基本的结构与构造途径。但此类缸盖在结构、工艺方面仍存在以下将要详细阐述的缺陷。
就焊接而言，可先将第一工件穿过第二工件的对应孔口，然后在表面孔口经由焊接得到连接第一工件和第二工件的焊接结构组件。现有技术都是对上述第一工件与第二工件连接的孔口间隙处施焊，例如采用电弧焊、气焊、搅拌摩擦焊、闪光对焊，这些焊接工艺都沿着上述孔口周围连接间隙处的轨迹，形成环形贯通封闭的一圈焊缝，密闭连接第一工件与第二工件之间的表面连接孔口。当第一工件与第二工件的孔口连接处位于紧凑的狭小空间位置时，焊枪到达焊接处就有困难，难以施焊。当在紧凑的狭小空间内，还需要高速完成密集设置的第一工件与第二工件连接处多个孔口的密闭焊接时，电弧焊、气焊的焊具接近工作面困难，难以施焊，无法实现高速焊接。搅拌摩擦焊的搅拌针夹具进入紧凑的狭小空间困难，走搅拌轨迹困难。闪光对焊，对于密集设置紧凑的第一连接件与第二连接件连接处多个孔口的焊接，工艺难度与成本，工件的焊接变形，都难以解决。即使上述焊缝连接成功，焊缝表面也会粗糙不平，需要打磨，费时间，效果差。
CN101992348A公开了一种第一工件与第二工件间表面连接的结构与摩擦焊接的方法，其中第一工件与第二工件的邻接表面通过往复移动、旋转移动增加温度以形成焊接界面，然后停止移动，焊接界面在压力下冷却。CN102537146A公开了一种盘式制动器底部作搅拌摩擦焊接的结构。CN1651776A公开了一种十字接头管状工件之间旋转摩擦焊接的结构。CN1840886B公开了一种柴油机共轨工件之间的旋转摩擦焊接结构。CN101157158A公开了钢制工件与铝制工件之间的旋转摩擦焊接结构。CN100553850C公开了一种惯性摩擦焊方法和系统。CN103260808A公开了一种对缸盖的分体压铸件作电加热、滑动、压紧连接的技术。上述现有技术的工件结构，对于需要在紧凑的狭小空间内、高速完成密集设置的第一连接件与第二连接件的连接处多个孔口的密闭焊接，还不能够直接应用解决。因此，迫切需要能够创造一种新的焊接的结构与构造，其能够实现在第一工件穿过第二工件对应孔口后、在表面孔口作焊接以连接第一工件和第二工件，同时又能够实现焊接的快速、经济、可靠、美观。
CN102678352A公开了一种装有点火火花塞的水冷内燃机缸盖，将燃料喷射到进气道里与空气混合，再通过进气阀进入汽缸内燃烧。CN102251873A公开了一种中央直接喷射式水冷内燃机汽缸盖，燃料喷射器和火花塞位于缸盖的中央凹部。CN102865154A公开了一种斜置直接喷射式水冷内燃机汽缸盖，燃料喷射器位于水冷缸盖的侧面。
如上提及的CN202991254U和CN103452690A公开了一种分上下两体制造水冷缸盖，然后使用焊接、粘接、螺栓紧固连接和/或铆接方法将上下两个缸盖体连接成一个整体缸盖的技术方案，进一步改进了分体水冷缸盖的结构与构造，有了实现轻合金压铸制造水冷缸盖的一种基本的结构与构造途径。但是，在焊接铝合金、镁合金缸盖上下体的缸盖螺栓孔口、喷燃料器孔口、进排气阀杆孔口，进排气道孔口、火花塞孔口及上下缸盖底部连接处孔口时，连接缸盖螺栓孔上缸盖部与缸盖螺栓孔下缸盖部、喷燃料器孔上缸盖部与喷燃料器孔下缸盖部、进排气阀杆孔上缸盖部与进排气阀杆孔下缸盖部、进排气道孔上缸盖部与进排气道孔下缸盖部、火花塞孔上缸盖部与火花塞孔下缸盖部、上下缸盖底部连接孔上缸盖部与上下缸盖底部连接孔下缸盖部，使用电弧焊、气焊、搅拌摩擦焊、闪光对焊都不能够解决焊接工作面的空间紧凑狭小、高速焊接、焊接变形小、密封可靠、外观美观的技术难题。因此，迫切需要能够创造一种新的水冷内燃机缸盖上下体焊接的结构，其能够使用快速、经济、可靠的焊接工艺方式将水冷内燃机缸盖上下体连接为整体缸盖。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种新的摩擦焊接结构组件，从而能够快速、经济、可靠地将水冷内燃机缸盖上下体连接为整体缸盖。
为实现上述目的，本发明提供了一种摩擦焊接结构组件，包括：第一工件，所述第一工件设置有支承台阶；第二工件，所述第二工件具有与所述第一工件相对应的通孔，所述第二工件的下部由所述第一工件的支承台阶支承；以及摩擦焊连接件，所述摩擦焊连接件下部有与第一工件表面接触的第一摩擦焊接界面，所述摩擦焊连接件下部还有与第二工件表面接触的第二摩擦焊接界面，其中，所述摩擦焊连接件压住位置相对固定对应的第一工件和第二工件而作压力下的移动，第一摩擦焊接界面和第二摩擦焊接界面的温度升高，摩擦焊连接件在压力下停止移动，第一摩擦焊接界面和第二摩擦焊接界面的温度降低至冷却，所述第一工件和所述第二工件经由摩擦焊连接件连接成摩擦焊接结构组件。
较佳的是，第一工件上有第一工件内孔，摩擦焊连接件上有摩擦焊连接件内孔，在第一工件、第二工件经由摩擦焊连接件连接成的摩擦焊接结构组件中，摩擦焊连接件内孔与第一工件内孔贯通。
较佳的是，摩擦焊连接件外壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿，和/或摩擦焊连接件内孔壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿。
较佳的是，摩擦焊连接件上有摩擦焊连接件加强边缘。
较佳的是，摩擦焊连接件上的摩擦焊接界面与摩擦焊接界面位于同一平面和/或同一曲面上，
较佳的是，所述摩擦焊连接件为阶梯状，从而使摩擦焊连接件上的摩擦焊接界面与摩擦焊接界面位于有落差台阶的平面和/或曲面上。
较佳的是，摩擦焊连接件压住位置相对固定对应的第一工件与第二工件而作压力下的旋转移动或往复移动。
较佳的是，第一工件、第二工件和/或摩擦焊连接件由金属材料和/或合成材料制成。
较佳的是，第一工件、第二工件和/或摩擦焊连接件由铝合金、镁合金和/或钛合金材料制成。
本发明还提供了一种摩擦焊接结构组件的夹紧装置，包括：旋转压紧夹具；以及分别固定于所述旋转压紧夹具的第一卡紧爪和第二卡紧爪；其中，在所述第一卡紧爪和第二卡紧爪中的至少一个的前端上设置有至少一个刮削刃。
较佳的是，第一卡紧爪的前端设置有靠近摩擦焊接界面缝口的第一刮削刃，第二卡紧爪的前端设置有靠近摩擦焊接界面缝口的第二刮削刃。
较佳的是，在所述第一卡紧爪和第二卡紧爪中的至少一个的前端上设置有至少一个靠近摩擦焊接外孔口的刮削外孔口刃。
较佳的是，所述刮削刃和/或所述刮削外孔口刃通过紧固件紧固到所述第一卡紧爪和所述第二卡紧爪中的至少一个的前端上。
较佳的是，所述刮削刃与第一工件的内孔之间的间隙在0.05毫米至1毫米之间，较佳的是在0.05毫米至0.2毫米之间。
较佳的是，所述刮削刃和/或所述刮削外孔口刃通过紧固件紧固到所述第一卡紧爪和所述第二卡紧爪中的至少一个的前端上，并紧贴摩擦焊接界面缝口，所述刮削刃；和/或所述刮削外孔口刃由具有弹性的金属材料制作而成。
本发明提供了一种摩擦焊接装置，包括旋转动力源装置、旋转调速装置和顶锻压力调整装置，其中，所述摩擦焊接装置上装有如前所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置。
本发明还提供了一种水冷内燃机的缸盖，所述缸盖上包括进气阀杆孔、排气阀杆孔、进气道、排气道、缸盖螺栓孔，缸盖水腔，所述缸盖由分体制造的上缸盖与下缸盖连接组成，其特征在于：所述进气阀杆孔、所述排气阀杆孔、所述进气道、所述排气道、所述缸盖螺栓孔分别由形成于所述上缸盖的进气阀杆孔上缸盖部、排气阀杆孔上缸盖部、进气道上缸盖部、排气道上缸盖部、缸盖螺栓孔上缸盖部与形成于所述下缸盖的进气阀杆孔下缸盖部、排气阀杆孔下缸盖部、进气道下缸盖部、排气道下缸盖部、缸盖螺栓孔下缸盖部经由进气阀杆孔摩擦焊连接件、排气阀杆孔摩擦焊连接件、进气道摩擦焊连接件、排气道摩擦焊连接件和/或缸盖螺栓孔摩擦焊连接件连接而成，缸盖水腔由形成于上缸盖的水腔上缸盖部与形成于下缸盖的水腔下缸盖部经由下缸盖底部摩擦焊连接件连接而成。
较佳的是，缸盖上有喷燃料器孔，所述喷燃料器孔由形成于所述上缸盖的喷燃料器孔上缸盖部与形成于所述下缸盖的喷燃料器孔下缸盖部经由喷燃料器孔摩擦焊连接件连接而成。
较佳的是，缸盖上有火花塞孔，所述火花塞孔由形成于所述上缸盖的火花塞孔上缸盖部与形成于所述下缸盖的火花塞孔下缸盖部经由火花塞孔摩擦焊连接件连接而成。
较佳的是，进气阀杆孔、排气阀杆孔、进气道、排气道、缸盖螺栓孔和缸盖水腔中的至少一个经由焊缝连接而成。
本发明还提供了一种电感应加热焊接结构组件，包括：第一工件，所述第一工件设置有支承台阶，所述第一工件第一感应加热变形凸缘；第二工件，所述第二工件具有与所述第一工件相对应的通孔，所述第二工件的下部由所述第一工件的支承台阶支承，所述第二工件具有感应加热变形凸缘；以及电感应加热线圈，其环绕于感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘的周围，其中，电感应加热温度上升至感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘融化，焊接第一工件和第二工件为一整体结构件。
本发明还提供了一种电感应加热焊接结构组件，包括：第一工件，所述第一工件设置有支承台阶，所述第一工件第一感应加热变形凸缘；第二工件，所述第二工件具有与所述第一工件相对应的通孔，所述第二工件的下部由所述第一工件的支承台阶支承，所述第二工件具有感应加热变形凸缘；以及电感应加热线圈，其环绕于感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘的周围，其中，电感应加热温度上升至感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘处于融熔半固态时，使用工件挤压感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘在相互融合状态下冷却，焊接第一工件和第二工件为一整体结构件。
较佳的是，第一工件的感应加热变形凸缘根部有凹槽，第二工件的感应加热变形凸缘的根部有凹槽。
本发明还提供了一种水冷内燃机的缸盖，所述缸盖上包括进气阀杆孔、排气阀杆孔、进气道、排气道、缸盖螺栓孔，缸盖水腔，所述缸盖由分体制造的上缸盖与下缸盖连接组成，其特征在于：所述进气阀杆孔、所述排气阀杆孔、所述进气道、所述排气道、所述缸盖螺栓孔分别由形成于所述上缸盖的进气阀杆孔上缸盖部的感应加热变形凸缘、排气阀杆孔上缸盖部的感应加热变形凸缘、进气道上缸盖部的感应加热变形凸缘、排气道上缸盖部的感应加热变形凸缘和/或缸盖螺栓孔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于所述下缸盖的进气阀杆孔下缸盖部的感应加热变形凸缘、排气阀杆孔下缸盖部的感应加热变形凸缘、进气道下缸盖部的感应加热变形凸缘、排气道下缸盖部的感应加热变形凸缘和/或缸盖螺栓孔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至融化焊接连接而成，缸盖水腔由形成于上缸盖的水腔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于下缸盖的水腔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至融化焊接连接而成。
较佳的是，进气阀杆孔、排气阀杆孔、进气道、排气道、缸盖螺栓孔和缸盖水腔中的至少一个经由焊缝连接而成。
较佳的是，缸盖上有喷燃料器孔，所述喷燃料器孔由形成于所述上缸盖的喷燃料器孔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于所述下缸盖的喷燃料器孔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至融化焊接连接而成。
较佳的是，缸盖上有火花塞孔，所述火花塞孔由形成于所述上缸盖的火花塞孔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于所述下缸盖的火花塞孔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至融化焊接连接而成。
本发明还提供了一种水冷内燃机的缸盖，所述缸盖上包括进气阀杆孔、排气阀杆孔、进气道、排气道、缸盖螺栓孔，缸盖水腔，所述缸盖由分体制造的上缸盖与下缸盖连接组成，其特征在于：所述进气阀杆孔、所述排气阀杆孔、所述进气道、所述排气道、所述缸盖螺栓孔分别由形成于所述上缸盖的进气阀杆孔上缸盖部的感应加热变形凸缘、排气阀杆孔上缸盖部的感应加热变形凸缘、进气道上缸盖部的感应加热变形凸缘、排气道上缸盖部的感应加热变形凸缘和/或缸盖螺栓孔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于所述下缸盖的进气阀杆孔下缸盖部的感应加热变形凸缘、排气阀杆孔下缸盖部的感应加热变形凸缘、进气道下缸盖部的感应加热变形凸缘、排气道下缸盖部的感应加热变形凸缘和/或缸盖螺栓孔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘处于融熔半固态时，使用工件挤压感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘至相互融合状态下冷却，缸盖水腔由形成于上缸盖的水腔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于下缸盖的水腔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘处于融熔半固态时，使用工件挤压感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘至相互融合状态下冷却连接而成。
较佳的是，进气阀杆孔、排气阀杆孔、进气道、排气道、缸盖螺栓孔和缸盖水腔中的至少一个经由焊缝连接而成。
较佳的是，缸盖上有喷燃料器孔，所述喷燃料器孔由形成于所述上缸盖的喷燃料器孔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于所述下缸盖的喷燃料器孔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘处于融熔半固态时，使用工件挤压感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘至相互融合状态下冷却连接而成。
较佳的是，缸盖上有火花塞孔，所述火花塞孔由形成于所述上缸盖的火花塞孔上缸盖部的感应加热变形凸缘与形成于所述下缸盖的火花塞孔下缸盖部的感应加热变形凸缘经由电感应加热线圈加热至感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘处于融熔半固态时，使用工件挤压感应加热变形凸缘和感应加热变形凸缘至相互融合状态下冷却连接而成。
较佳的是，上缸盖上有安装凸轮轴的支架。
较佳的是，所述机体上装有如上所述的缸盖。
本发明还提供了一种装有水冷内燃机的机械装置，所述机械装置上所安装的水冷内燃机是如上所述的水冷内燃机。
附图说明
下面结合附图与实施例对本发明进一步说明。
图1是一种摩擦焊接结构组件的剖面图。
图2是图1中摩擦焊连接件的仰视图。
图3是一种装有点火火花塞的水冷四缸内燃机缸盖的俯视图。
图4是一种装有点火火花塞的水冷内燃机缸盖的剖面图。
图5是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖的剖面图。
图6是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖的剖面图。
图7是一种无点火火花塞的水冷四缸内燃机缸盖的俯视图。
图8是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖的剖面图。
图9是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖的剖面图。
图10是一种水冷四缸内燃机缸盖的俯视图，图中箭头指示摩擦焊接旋转移动的方向。
图11是图9中N部的放大图。
图12是图9中M部的放大图。
图13是一种电感应加热焊接结构组件的剖面图。
图14是本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第一实施例的剖面图。
图15是图1摩擦焊接结构组件的夹紧装置的左视图。
图16是本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第二实施例的剖面图。
图17是本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第三实施例的剖面图。
图18是本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第四实施例的剖面图。
图19是本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第五实施例的剖面图。
附图标记说明
10A.摩擦焊连接件，11A.摩擦焊连接件内孔，12A.摩擦焊连接件卡装边沿，13A.摩擦焊连接件卡装边角，14A.摩擦焊连接件卡装底边倒角，10B.第一工件，11B.第一工件内孔，12B.第一工件支承台阶，10C.第二工件，11C.摩擦焊连接件与第二工件沉孔壁之间的空隙，10D.摩擦焊连接件加强边缘，10H.第一摩擦焊接界面，11H.第二摩擦焊接界面，12H.摩擦焊接界面，10.火花塞，12.火花塞孔，912.火花塞孔摩擦焊连接件，14.环绕火花塞孔的焊缝，18.燃烧室，20.活塞，30.感应加热线圈，70.机体，71.进气歧管，72.机体水腔，73.机体水腔与缸盖水腔的通水孔，75.喷燃料器，78.环绕喷燃料器孔的焊缝，750.喷燃料器孔，9750.喷燃料器孔摩擦焊连接件，80.缸盖，81.缸盖水腔与机体水腔的通水孔，83.缸盖水腔，85.凸轮轴，87.上缸盖，8701.凸缘，8702.凹槽，88.下缸盖，988.下缸盖底部摩擦焊连接件，9880.摩擦盘，918.下缸盖底部摩擦焊连接件上的燃烧室通孔，981.下缸盖底部摩擦焊连接件上的通水通孔，8801.凸缘，8802.凹槽，831.进水口，832.出水口，881.缸盖螺栓孔，9881.缸盖螺栓孔摩擦焊连接件，98810.缸盖螺栓孔摩擦焊连接件与缸盖沉孔壁之间的空隙，8035.环绕缸盖螺栓孔的焊缝，887.进气道，9887.进气道摩擦焊连接件，8037.环绕进气道的焊缝，889.排气道，9889.排气道摩擦焊连接件，8038.环绕排气道的焊缝，8812.进气阀杆孔，98812.进气阀杆孔摩擦焊连接件，8813.进气阀杆，8032.环绕进气阀杆孔的焊缝，8822.排气阀杆孔，98822.排气阀杆孔摩擦焊连接件，8823.排气阀杆，8033.环绕排气阀杆孔的焊缝，8030.环绕上缸盖与下缸盖外侧连接处的焊缝，10K.旋转压紧夹具，11K.第一卡紧爪，12K.第二卡紧爪，11G.第一刮削刃，12G.第二刮削刃，11W.第一刮削外孔口刃，110K.第一卡紧爪体，120K.第二卡紧爪体，11J.第一刮削刃与第一工件内孔之间的间隙，12J.第二刮削刃与第一工件内孔之间的间隙。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明进行说明。
在图1中，一种摩擦焊接结构组件，包括第一工件10B、第二工件10C和摩擦焊连接件10A。第一工件10B穿过第二工件10C相对应的通孔，第一工件10B上有支承第二工件10C下部的支承台阶12B。摩擦焊连接件10A下部有与第一工件10B表面接触的第一摩擦焊接界面10H，摩擦焊连接件10A下部还有与第二工件10C表面接触的第二摩擦焊接界面11H。摩擦焊连接件10A压住位置相对固定对应的第一工件10B和第二工件10C而作压力下的移动，以使第一摩擦焊接界面10H和第二摩擦焊接界面11H的温度升高。摩擦焊连接件10A在压力下停止移动，以使第一摩擦焊接界面10H和第二摩擦焊接界面11H的温度降低至冷却，从而使第一工件10B和第二工件10C经由摩擦焊连接件10A连接成摩擦焊接结构组件。在第一工件10B、第二工件10C经由摩擦焊连接件10A连接成的摩擦焊接结构组件中，摩擦焊连接件内孔11A与第一工件内孔11B贯通。
在图2中，画出了摩擦焊连接件10A下部表面，摩擦焊连接件10A外壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿12A。或者，摩擦焊连接件10A内孔壁沿口也可以有摩擦焊连接件卡装边沿12A。箭头指示可以选择的移动方式，包括旋转。摩擦焊连接件10A上有摩擦焊连接件加强边缘10D。
图3是一种装有点火火花塞的水冷四缸内燃机缸盖的俯视图，两件凸轮轴85旋转时，带动四个汽缸各个汽缸的四气门开闭。图中显示了两种在不同位置设置的喷燃料器孔750，图中左侧标注出了中央直接喷射式水冷内燃机缸盖的喷燃料器孔750，同时也在图中右侧标注给出了斜置的喷燃料器孔750，具体实施时，可以任选一种，或者，组合使用，都可以应用本发明。凸轮轴85下面所有的通孔，原始设计都是可以使用旋转刀具作切削加工的，这就可以方便创造一种新的摩擦焊接结构组件，新增加一个表面覆盖各个通孔的缸盖上下体连接缝口平面的摩擦焊连接件。该摩擦焊连接件压住缸盖上下体连接孔口处的平面作旋转移动使得焊接界面温度上升，停止移动，连接处的焊接界面在压力下温度降低至冷却。这样就可以实现高速、可靠、美观的密封连接。还可以选择与铝合金镁合金缸盖上下体不同的金属材料制作摩擦焊连接件，从而提高摩擦焊连接件表面的强度硬度。
图4是一种装有点火火花塞的水冷内燃机缸盖的剖面图，燃料喷射到进气道887内，与空气混合，再通过进气阀进入汽缸内燃烧。为了说明起见，这一种缸盖内部没有喷燃料器孔750，由此省略了缸盖螺栓孔881及缸盖上部壳体的图面。下缸盖底部摩擦焊连接件988上有与缸盖水腔和机体水腔的通水孔81以及机体水腔与缸盖水腔的通水孔73都连接相通的通孔。
图5是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖，是斜置直接喷射式水冷内燃机缸盖，其中燃料喷射器位于水冷缸盖的侧面。图中环绕贯通上缸盖与下缸盖外侧连接处的焊缝8030，裸露在缸盖外表面，可以方便地采用成本低的氩弧焊工艺实施自动化焊接。其他焊缝，特别是凸轮轴85下方的环绕火花塞孔的焊缝14、环绕喷燃料器孔的焊缝78、环绕缸盖螺栓孔的焊缝8035、环绕进气阀杆孔的焊缝8032、环绕排气阀杆孔的焊缝8033，位置都处于狭小、紧凑的空间内。对于这些在狭小空间内的焊缝，使用自动化电弧焊焊接时，焊枪进入焊接区域非常困难，摩擦焊接的搅拌针进入工作区也非常困难，需要采用创新的焊接结构与构造。因此，可利用本发明的摩擦焊接结构，借助旋转摩擦焊接工艺，高速、可靠、美观地实施焊接。进气道排气道的焊接孔口，也需要尽量采用圆形设计，以方便实施摩擦焊接。
图6是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖，是一种中央直接喷射式水冷内燃机缸盖，其中燃料喷射器和火花塞都位于缸盖底部对应于燃烧汽缸上方的中央凹部。图中环绕贯通上缸盖与下缸盖外侧连接处的焊缝8030，裸露在缸盖外表面的平面上，可以采用搅拌摩擦焊实施焊缝8030以连接缸盖的上下体。缸盖螺栓孔摩擦焊连接件9881设置在缸盖底部，缸盖螺栓孔体单独加工后，下端用摩擦焊接方法，经由缸盖螺栓孔摩擦焊连接件9881将单独加工的缸盖螺栓孔与缸盖底部连接；上端用普通缝焊方法，经由焊缝8035将单独加工的缸盖螺栓孔与缸盖底部连接。由此给出了组合选择使用各种焊接方法连接上下体缸盖为一整体缸盖的一个实施例。
图7是一种无点火火花塞的水冷四缸内燃机缸盖的俯视图，其中柴油机压缩燃烧，缸盖不需要点火火花塞。
图8是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖，是斜置直接喷射式水冷内燃机缸盖，其中燃料喷射器位于水冷缸盖的侧面。这一个实施例全部使用摩擦焊接方法连接各个孔口，每一个摩擦连接的孔口，都有支承台阶12B，能够支承摩擦焊接所需的压力。下缸盖88嵌入上缸盖87向下敞开的孔，下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面压住上缸盖下缸盖连接的平面，形成焊接界面12H。下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面与上缸盖下缸盖连接的平面间在压力下作相对移动，包括往复移动与旋转移动，焊接界面12H温度上升，在压力下停止移动，焊接界面12H温度下降冷却。于是，在下缸盖88嵌入上缸盖87向下敞开的孔后的外平面与下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面间实现摩擦焊接连接。下缸盖底部摩擦焊连接件988设置有与下缸盖底部汽缸孔、通水孔及缸盖螺栓孔对应的通孔。也可以由单独设置的摩擦盘对下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面与上缸盖下缸盖连接的平面分别作压力下的移动摩擦，包括往复移动或旋转移动。摩擦作业包括用一片摩擦盘的两面同时摩擦下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面与上缸盖下缸盖连接的平面，或者，用二片摩擦盘的各一面分别同时摩擦下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面与上缸盖下缸盖连接的平面。焊接界面12H温度上升至设定温度时，移去单独设置的摩擦盘，将下缸盖底部摩擦焊连接件988与上缸盖下缸盖连接的平面作对应紧密贴合，焊接界面12H在压力下温度下降冷却。于是，下缸盖88嵌入上缸盖87向下敞开的孔后的外平面与下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面间实现摩擦焊接连接。进气阀杆孔处的进气阀杆孔套管外露端面、进气阀杆孔上缸盖部的外露端面和进气阀杆孔下缸盖部的外露端面共三处外露端面，经由进气阀杆孔摩擦焊连接件98812密封连接为整体进气阀杆孔摩擦焊接结构组件。排气阀杆孔处的排气阀杆孔上缸盖部的外露端面和排气阀杆孔下缸盖部的外露端面共二处外露端面，经由排气阀杆孔摩擦焊连接件98822密封连接为整体排气阀杆孔摩擦焊接结构组件。排气阀杆孔套管没有摩擦焊接，排气阀杆孔套管单独嵌入排气阀杆孔。上述进气阀杆孔与排气阀杆孔两种孔的摩擦焊接结构，可以根据需要选择使用。进气道887、排气道889、火花塞孔12的孔口与进气道摩擦焊连接件9887、排气道摩擦焊连接件9889、火花塞孔摩擦焊连接件912的连接处，优选地采用圆形，进气道摩擦焊连接件9887、排气道摩擦焊连接件9889、火花塞孔摩擦焊连接件912的平面分别压住进气道887、排气道889、火花塞孔12的孔口平面，分别在压力下作旋转移动，以使得摩擦焊接界面的温度上升，停止移动，摩擦焊接界面的温度下降至冷却，这样就使上述各个孔实现焊接密封。任何缸盖上下体的连接处，都可以根据需要采用电弧焊焊缝连接，或者搅拌摩擦焊焊缝连接，或者增加一个摩擦焊连接件作旋转摩擦焊连接，或者增加一个摩擦焊连接件作往复线性摩擦焊连接，即，可以组合使用各种焊接结构、焊接方法，以取得最佳效果。
图9是一种装有点火火花塞的缸内直喷燃料的水冷内燃机缸盖，是一种中央直接喷射式水冷内燃机缸盖，其中燃料喷射器和火花塞都位于缸盖的对应各个汽缸的中央凹部。如果是压缩燃烧的内燃机，如柴油机，缸盖上就没有点火的火花塞。目前，四气门内燃机的缸盖进气道，采用同单一汽缸的两个进气阀的两个进气道合并为一个进气道后再与进气歧管螺接。在此情况下，压铸是无法脱模的，要实施旋转摩擦焊接密封住进气道处的缸盖上下体连接缝，若不是圆形比较困难，妨碍了水冷缸盖结构与构造的工业化应用实施。因此，需要在原始设计时，使缸盖单一汽缸的两个进气阀的两条进气道直接向缸盖外表面的与进气歧管螺接的表面延伸，进气歧管螺接表面的进气道孔口设计成圆形，实施摩擦焊接的基础就有了。排气道可以同样设计。如上述改进，既方便了压铸脱模，又加大了进气道排气道的截面积，有利于增加进气量，加速排气。排气道外表面接触冷却水的面积增加，有利于缸盖散热。下缸盖88嵌入上缸盖87向下敞开的孔，下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面压住上缸盖下缸盖连接的平面，形成焊接界面12H。下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面与上缸盖下缸盖连接的平面间在压力下作相对移动，包括往复移动与旋转移动，焊接界面12H温度上升，在压力下停止移动，焊接界面12H温度下降冷却。这样就在下缸盖88嵌入上缸盖87向下敞开的孔后的外平面与下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面之间实现了摩擦焊接连接。下缸盖底部摩擦焊连接件988设置有与下缸盖底部汽缸孔、通水孔及缸盖螺栓孔对应的通孔。摩擦焊连接件988还可以采用与铝合金镁合金缸盖上下体不同的金属材料，以取得更好技术经济效果。
图10是对非圆形缸盖底部实施摩擦焊接的示意图，摩擦盘9880压住缸盖底部按照箭头所示旋转移动，使得缸盖底部的焊接界面的温度升高；同时，另一个摩擦盘9880压住下缸盖底部摩擦焊连接件988作旋转移动，使得下缸盖底部摩擦焊连接件988的焊接界面的温度升高。当缸盖底部与下缸盖底部摩擦焊连接件988的温度都达到设定值时，两个摩擦盘9880撤离，缸盖底部与下缸盖底部摩擦焊连接件988在互相贴紧的压力下冷却，实现摩擦焊连接。上述摩擦焊接的移动方式，也可以选择压力下作往复线性移动实现温度升高至设定值。
图11是图9中的N部的放大图，下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面压住缸盖螺栓孔881和下缸盖88的平面形成焊接界面12H。下缸盖底部摩擦焊连接件988的平面压住缸盖螺栓孔881和下缸盖88的平面作移动，包括旋转移动与往复移动以使得焊接界面12H的温度升高，停止移动，压力下焊接界面12H处的温度降低至冷却，从而实现下缸盖底部摩擦焊连接件988、缸盖螺栓孔881和下缸盖88的摩擦焊接连接密封。
图12是图9中M部的放大图，缸盖螺栓孔881穿过上缸盖87的通孔，支承台阶12B支承住上缸盖87，缸盖螺栓孔摩擦焊连接件9881压住焊接界面10H和11H。缸盖螺栓孔摩擦焊连接件9881在压力下旋转移动导致缸盖螺栓孔摩擦焊连接件9881在压力下旋转移动升高至设定值，缸盖螺栓孔摩擦焊连接件9881在压力下旋转移动停止，焊接界面10H和11H的温度降低至冷却，实现连接密封。缸盖螺栓孔摩擦焊连接件与缸盖沉孔壁之间的空隙98810可以容纳夹具进入，方便夹住缸盖螺栓孔摩擦焊连接件9881作旋转移动。
图13是一种电感应加热焊接结构组件，包括电感应加热线圈30、第一工件30A和第二工件30E，其中，第一工件30A具有感应加热变形凸缘30C，第二工件30E具有感应加热变形凸缘30G，第一工件30A穿过第二工件30E相对应的通孔，第一工件30A上有支承第二工件30E下部的支承台阶30H，电感应加热线圈30环绕于感应加热变形凸缘30C和感应加热变形凸缘30G的周围，电感应加热温度上升至感应加热变形凸缘30C和感应加热变形凸缘30G融化，焊接第一工件30A和第二工件30E为一整体结构件。或者，是一种电感应加热焊接结构组件，包括电感应加热线圈30、第一工件30A和第二工件30E，其中，第一工件30A具有感应加热变形凸缘30C，第二工件30E具有感应加热变形凸缘30G，第一工件30A穿过第二工件30E相对应的通孔，第一工件30A上有支承第二工件30E的支承台阶30H，电感应加热线圈30环绕于感应加热变形凸缘30C和感应加热变形凸缘30G的周围，电感应加热温度上升至感应加热变形凸缘30C和感应加热变形凸缘30G处于融熔半固态时，使用工件挤压感应加热变形凸缘30C和感应加热变形凸缘30G在相互融合状态下冷却，焊接第一工件30A和第二工件30E为一整体结构件。如上所述的电感应加热焊接结构组件，其中，第一工件30A的感应加热变形凸缘30C根部有凹槽30D，第二工件30E的感应加热变形凸缘30G的根部有凹槽30F。
单缸与多缸的水冷内燃机缸盖都能够应用本发明。将本发明用于轻合金压铸缸盖，能够满足发动机进一步紧凑设计的要求，得到更加精密、光洁、一致的进气道排气道，提高汽缸内进入空气的流动质量，与燃料混合更加均匀，提高燃烧的质量，排气更加畅通，内燃机更加节能环保。
以下将描述摩擦焊接结构组件的夹紧装置的几个实施例。图14－19是对应于图1顺时针旋转90度后的视图。
申请人发现，摩擦焊接的挤出物在冷却以后会变得坚硬，再去除有困难，另外专门安排去除工序又费时间。因此，需要一种在摩擦焊接过程中，能够同步去除挤出物的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，由此使得在摩擦焊接结束时，挤出物能够被去除，焊缝光洁美观，从而节省时间又降低成本。
图14示出了本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第一实施例。如图14所示，旋转压紧夹具10K内有可以径向调节的第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K，第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K紧固住摩擦焊连接件10A，压紧在第一工件10B和第二工件10C的摩擦焊接界面上。第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K分别固定于旋转压紧夹具10K。在该实施例中，第一刮削刃11G和第二刮削刃12G分别从第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K的前端成一体地延伸，并靠近摩擦焊接界面缝口。当旋转压紧夹具10K在轴向压力下启动，带动第一刮削刃11G和第二刮削刃12G靠近摩擦焊接界面缝口旋转时，从摩擦焊接界面流出的挤出物没有冷却就被靠近摩擦焊接界面缝口旋转的第一刮削刃11G和第二刮削刃12G同步刮去，因此在摩擦焊接完成时，能够得到美观光洁的摩擦焊接界面缝口。第一刮削刃与第一工件内孔之间的间隙11J在0.05毫米至0.20毫米之间，当挤出物多时，间隙11J可以进一步放宽到在0.20毫米至0.35毫米之间,甚至可以达到1毫米左右。刮削刃刃口的断屑槽与切削倾角被设置成可以及时切断、排出挤出物。
从图15中清楚可见，第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K紧固住摩擦焊连接件10A，根据需要，还可以进一步增加卡紧爪的数量，3个、4个直至更多个卡紧爪，都可以实施。
图16示出了本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第二实施例。该图16显示出在只有一个第一刮削刃11G的情况下，也能够实现同步清除内孔摩擦焊接界面的挤出物。另外，还设置有从第一卡紧爪11K延伸的第一刮削外孔口刃11W，其靠近外孔口布置，可以清除超出外孔口平面的挤出物。
图17示出了本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第三实施例。在该实施例中，摩擦焊连接件10A没有通孔，第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K紧固摩擦焊连接件10A的外表面实施摩擦焊接。第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K的端部可以设置刮削刃(图中未示出)，以清除超出外孔口平面的挤出物。
图18示出了本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第四实施例。在该实施例中，为了方便更换刮削刃，用紧固件将第一刮削刃11G可拆卸地固定在第一卡紧爪11K的前端，并靠近摩擦焊接界面缝口。进一步地，还可以像前述第二实施例那样设置从第一卡紧爪11K延伸的第一刮削外孔口刃11W，但不同的是，该第一刮削外孔口刃11W通过紧固件可拆卸地固定至第一卡紧爪11K的前端，并靠近摩擦焊接外孔口。
图19示出了本发明摩擦焊接结构组件的夹紧装置的第五实施例。在该实施例中，与前述第三实施例一样，在第一卡紧爪11K的前端设置有用紧固件紧固连接的、贴近摩擦焊接界面缝口的第一刮削外孔口刃11W。另外，在该实施例中，在第一卡紧爪11K和第二卡紧爪12K的前端分别设置有弹性的第一刮削刃11G和弹性的第二刮削刃12G，这两个弹性的刮削刃紧贴摩擦焊接界面缝口。与前述各实施例不同的是，该实施例中的第一刮削刃11G和第二刮削刃12G由具有弹性的金属材料制作而成，能够在旋转压紧夹具10K旋转时，依靠金属材料的弹性变形，紧贴摩擦焊接界面缝口，这样对挤出物的同步刮削效果更好。另外，附图所示，在该实施例中，摩擦焊连接件10A为阶梯状，从而使摩擦焊连接件10A上的摩擦焊接界面10H与摩擦焊接界面11H位于有落差台阶的平面上，如图所示的落差台阶超出第二工件10C的内孔口，这样更有利于摩擦焊接结构组件发明应用于上缸盖87的进气管、排气管、斜置喷油器的孔口与下缸盖88的进气管、排气管、斜置喷油器的孔口之间的装配对应衔接，不产生上缸盖87的进气管、排气管、斜置喷油器的孔口与下缸盖88的进气管、排气管、斜置喷油器的孔口之间的装配对应衔接需要借助于上下孔口部分区域的弹性变形才能够实现的困难。如图8和图9所示的下缸盖88的进气管、排气管、斜置喷油器孔口的下部区域，在装配进入上缸盖87的进气管、排气管、斜置喷油器孔口的下部区域时，需要借助于相互接触区域的弹性变形，可能造成孔口的工件材料开裂、崩裂、拉毛，损坏孔口。采用摩擦焊连接件10A上的摩擦焊接界面10H与摩擦焊接界面11H位于有落差台阶的平面上的布置时，落差台阶超出第二工件10C的内孔口的设计，能够避免上下缸盖装配时孔口的工件材料开裂、崩裂、拉毛，避免损坏孔口。
应理解的是，为了紧固住摩擦焊连接件10A，最少需要设置两个卡紧爪体，但根据需要可以增加卡紧爪体的数量。为了在摩擦焊接的旋转挤压阶段同步去除挤出物，最少需要一个刮削刃，但根据需要也可以增加刮削刃的数量。为了节省成本，对于容易磨损失效的刮削刃，可以设计成不与卡紧爪体一体制作，而是将单独制作的刮削刃用紧固件装配到旋转的卡紧爪体上。
按照上述的用于摩擦焊接结构组件的夹紧装置的各个实施例，刮削刃与卡紧爪体同步旋转，在挤出物流出的过程中，不等到挤出物冷却，同步旋转的刮削刃就能够去除还没有冷却到工作环境温度的挤出物，避免了挤出物冷却变成坚硬物体以后难去除的麻烦。
文中“上”、“下”、“左”、“右”或类似的术语仅表示相对的方向和位置关系，并没有特定的限制。
虽然以上结合较佳实施例对本发明进行了描述，但应该理解的是，熟悉本领域的普通技术人员应该可以在以上揭示内容的基础上做出各种等同的变型和改动。例如，可以将本发明的摩擦焊接结构和工艺与其它非摩擦焊接工艺相结合来生产气缸盖；对于上述的夹紧装置，可以采用任意数量(至少一个)的刮削刃，可以将弹性的和非弹性的刮削刃结合地使用，还可以将任意数量和型式的刮削刃和任意数量和型式的刮削外孔口刃组合地使用；各摩擦焊接界面可以是平面的，也可以是曲面的。因此，本发明的保护范围不应限于以上所作的具体描述，而是应由所附权利要求书来限定。

Claims (21)

1.一种摩擦焊接结构组件，包括：
第一工件(10B)，所述第一工件(10B)设置有支承台阶(12B)；
第二工件(10C)，所述第二工件(10C)具有与所述第一工件(10B)相对应的通孔，所述第二工件(10C)的下部由所述第一工件(10B)的支承台阶(12B)支承；以及
摩擦焊连接件(10A)，所述摩擦焊连接件(10A)下部有与第一工件(10B)表面接触的第一摩擦焊接界面(10H)，所述摩擦焊连接件(10A)下部还有与第二工件(10C)表面接触的第二摩擦焊接界面(11H)，
其中，所述摩擦焊连接件(10A)压住位置相对固定对应的第一工件(10B)和第二工件(10C)而作压力下的移动，第一摩擦焊接界面(10H)和第二摩擦焊接界面(11H)的温度升高，摩擦焊连接件(10A)在压力下停止移动，第一摩擦焊接界面(10H)和第二摩擦焊接界面(11H)的温度降低至冷却，所述第一工件(10B)和所述第二工件(10C)经由摩擦焊连接件(10A)连接成摩擦焊接结构组件。
2.如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：第一工件(10B)上有第一工件内孔(11B)，摩擦焊连接件(10A)上有摩擦焊连接件内孔(11A)，在第一工件(10B)、第二工件(10C)经由摩擦焊连接件(10A)连接成的摩擦焊接结构组件中，摩擦焊连接件内孔(11A)与第一工件内孔(11B)贯通。
3.如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)外壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿(12A)，和/或摩擦焊连接件(10A)内孔壁沿口有摩擦焊连接件卡装边沿(12A)。
4.如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)上有摩擦焊连接件加强边缘(10D)。
5.如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)上的摩擦焊接界面(10H)与摩擦焊接界面(11H)位于同一平面和/或同一曲面上。
6.如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：所述摩擦焊连接件(10A)为阶梯状，从而使摩擦焊连接件(10A)上的摩擦焊接界面(10H)与摩擦焊接界面(11H)位于有落差台阶的平面和/或曲面上。
7.如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：摩擦焊连接件(10A)压住位置相对固定对应的第一工件(10B)与第二工件(10C)而作压力下的旋转移动或往复移动。
8.如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：第一工件(10B)、第二工件(10C)和/或摩擦焊连接件(10A)由金属材料和/或合成材料制成。
9.如权利要求8所述的摩擦焊接结构组件，其特征在于：第一工件(10B)、第二工件(10C)和/或摩擦焊连接件(10A)由铝合金、镁合金和/或钛合金材料制成。
10.一种用于如权利要求1所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，包括：
旋转压紧夹具(10K)；以及
分别固定于所述旋转压紧夹具(10K)的第一卡紧爪(11K)和第二卡紧爪(12K)；
其中，在所述第一卡紧爪(11K)和第二卡紧爪(12K)中的至少一个的前端上设置有至少一个刮削刃(11G；12G)。
11.如权利要求10所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，其特征在于：第一卡紧爪(11K)的前端设置有靠近摩擦焊接界面缝口的第一刮削刃(11G)，第二卡紧爪(12K)的前端设置有靠近摩擦焊接界面缝口的第二刮削刃(12G)。
12.如权利要求10所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，其特征在于：在所述第一卡紧爪(11K)和第二卡紧爪(12K)中的至少一个的前端上设置有至少一个靠近摩擦焊接外孔口的刮削外孔口刃(11W)。
13.如权利要求10－12中任一项所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，其特征在于：所述刮削刃(11G；12G)和/或所述刮削外孔口刃(11W)通过紧固件紧固到所述第一卡紧爪(11K)和所述第二卡紧爪(12K)中的至少一个的前端上。
14.如权利要求10－12中任一项所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，其特征在于：所述刮削刃与第一工件的内孔之间的间隙(11J)在0.05毫米至1毫米之间。
15.如权利要求14所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，其特征在于：所述刮削刃与第一工件的内孔之间的间隙(11J)在0.05毫米至0.2毫米之间。
16.如权利要求10－12中任一项所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置，其特征在于：所述刮削刃(11G；12G)和/或所述刮削外孔口刃(11W)通过紧固件紧固到所述第一卡紧爪(11K)和所述第二卡紧爪(12K)中的至少一个的前端上，并紧贴摩擦焊接界面缝口，所述刮削刃(11G；12G)和/或所述刮削外孔口刃(11W)由具有弹性的金属材料制作而成。
17.一种摩擦焊接装置，包括旋转动力源装置、旋转调速装置和顶锻压力调整装置，其特征在于：所述摩擦焊接装置上装有如权利要求10至权利要求16中任一权利要求所述的摩擦焊接结构组件的夹紧装置。
18.一种水冷内燃机的缸盖，所述缸盖(80)上包括进气阀杆孔(8812)、排气阀杆孔(8822)、进气道(887)、排气道(889)、缸盖螺栓孔(881)，缸盖水腔(83)，所述缸盖(80)由分体制造的上缸盖(87)与下缸盖(88)连接组成，其特征在于：所述进气阀杆孔(8812)、所述排气阀杆孔(8822)、所述进气道(887)、所述排气道(889)、所述缸盖螺栓孔(881)分别由形成于所述上缸盖(87)的进气阀杆孔上缸盖部、排气阀杆孔上缸盖部、进气道上缸盖部、排气道上缸盖部、缸盖螺栓孔上缸盖部与形成于所述下缸盖(88)的进气阀杆孔下缸盖部、排气阀杆孔下缸盖部、进气道下缸盖部、排气道下缸盖部、缸盖螺栓孔下缸盖部经由进气阀杆孔摩擦焊连接件(98812)、排气阀杆孔摩擦焊连接件(98822)、进气道摩擦焊连接件(9887)、排气道摩擦焊连接件(9889)和/或缸盖螺栓孔摩擦焊连接件(9881)连接而成，缸盖水腔(83)由形成于上缸盖(87)的水腔上缸盖部与形成于下缸盖(88)的水腔下缸盖部经由下缸盖底部摩擦焊连接件(988)连接而成，
其中，各个摩擦焊连接件压住位置相对固定对应的两个连接部分而作压力下的移动，使摩擦焊接界面的温度升高，各个摩擦焊连接件在压力下停止移动，使摩擦焊接界面的温度降低至冷却，从而使两个连接部分经由相应的摩擦焊连接件实现摩擦焊接连接。
19.如权利要求18所述的缸盖，其特征在于：缸盖(80)上有喷燃料器孔(750)，所述喷燃料器孔(750)由形成于所述上缸盖(87)的喷燃料器孔上缸盖部与形成于所述下缸盖(88)的喷燃料器孔下缸盖部经由喷燃料器孔摩擦焊连接件(9750)连接而成。
20.如权利要求18所述的缸盖，其特征在于：缸盖(80)上有火花塞孔(12)，所述火花塞孔(12)由形成于所述上缸盖(87)的火花塞孔上缸盖部与形成于所述下缸盖(88)的火花塞孔下缸盖部经由火花塞孔摩擦焊连接件(912)连接而成。
21.如权利要求18所述的缸盖，其特征在于：进气阀杆孔(8812)、排气阀杆孔(8822)、进气道(887)、排气道(889)、缸盖螺栓孔(881)和缸盖水腔(83)中的至少一个经由焊缝连接而成。
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